Особенностями инструментального обеспечения машиностроительных предприятий.

1) Использовать стандартного покупного режущего инструмента, производимого на специализированных инструментальных заводах.

2) Изготовление собственными инструментальными цехами в основном специальных и комбинированных режущих инструментов, а также восстановление режущих свойств инструмента путем их переточки.

3) Необходимость изготовления для собственных нужд различных штампов, пресс форм и др. изделий используемых для получения изделий, основного производства.

4) Проведения заточки режущего инструмента в основном на универсально-заточных станках, а также в отдельных случаях применения специальных станков для заточки конкретных инструментов.

5) Осуществление контроля изготовления инструмента с использованием универсального измерительного оборудования.

Разработка технологии производства режущего инструмента, однако, имеет и специфические особенности.

+Применение дорогостоящих и дефицитных материалов, обладающих высокой твердостью, имеющих высокие требования по точности размеров и шероховатости поверхности.

+ Специфика инструментального производства связанна с применением специальных специализированных станков и др.

+ Широко используется ЧПУ.

+ Инструментальное производство является как однодетальным (цельный инструмент), так и многодетальный (сборный режущий инструмент).

+ Вся совокупность действий с момента поступления материала на склад до получения готового изделия называется производственным процессом.

Определение технологического процесса (ТП). Исходные данные для проектирования ТП изготовления режущего инструмента.

Технологическим процессом называется часть производственного процесса, связанная с последовательным изменением формы, размеров и качества поверхности заготовки от момента поступления ее в обработку до получения готовой детали (инструмента).

Исходные данные:

а) техническое задание на проектирование техпроцесса, а именно:

рабочий чертеж инструмента;

технические условия, дополнительно характеризующие качество инструмента;

количество инструмента, подлежащего изготовлению в единицу времени по неизменным чертежам, т.е. программу выпуска;

условия, в которых должен осуществляться технологический процесс: вновь проектируемый или действующий завод или цех; состав оборудования, его наличие и перспектива обновления путем модернизации или получением нового; наличие производственных площадей и перспективы их расширения; наличие и перспектива дополнительного получения рабочих кадров, их квалификация и возможности ее повышения,

б) стандарты на полуфабрикаты;

в) технологические характеристики оборудования и рабочего инструмента;

г) различного рода справочную литературу, руководящие материалы, технологические инструкции, нормативы и т.д

Порядок разработки технологического процесса изготовления режущего инструмента.

1. Анализ чертежа и технических условий

2. Анализ планового задания (программа выпуска)

3. Определение типа производства и его организационной формы

4. Анализ заготовки

5. Выбор технологических баз

6. Выбор варианта технологического маршрута

7. Разработка технологических операций

8. Выбор оборудования и определение его нагрузки

9. Выбор технологической оснастки

10. Выполнение технологических расчётов (припуск, режимы резания0

11. Выбор средств механизации и автоматизации ТП

12. Технико-экономическое обоснование эффективности технического процесса

13. Разработка и оформление технологической документации в соотв-ии с ЕСКД.

Требования к инструментальным материалам для лезвийных режущих инструментов.

Значение инструментальных материалов в современном машиностроении

возрастает, так как высокая производительность современных автоматизированных станков может быть достигнута только при наличии инструментов

высокого качества. Опыт показывает, что дальнейшее повышение уровня режимов резания зависит, прежде всего, от совершенствования свойств инструментальных материалов.

В связи с этим инструментальные материалы должны обладать

особыми физико-механическими свойствами (ФМС) и отвечать определенным

требованиям, связанным с условиями протекания обработки, свойствами и

состоянием обрабатываемого материала:

1.Высокими механическими свойствами (HRC, σи, αи).

2.Способностью сопротивляться изнашиванию в процессе резания.

3.Высокой теплостойкостью (красностойкостью) – свойством инструментальных материалов сохранять свою твердость, а, следовательно, и режущие

свойства при высокой температуре резания.

4.Технологичностью (обрабатываемость резанием, свариваемость, шлифуемость, отсутствие склонности к образованию трещин при напайке, заточке и доводке, закаливаемость и др.).

5.Применяемые в настоящее время инструментальные материалы подразделяются на следующие группы: инструментальные стали; твердые сплавы; керамические материалы; алмазы и синтетические сверхтвердые материалы.

Влияние толщины покрытия TiN (метод КИБ) на прочность при изгибе, образцов из быстрорежущей стали Р6М5. Влияние температуры конденсации Тк на период стойкости Т пластин ВК6 с покрытием TiN.

Нанесение покрытий, полученных методом КИБ, оказывает существенное влияние на прочностные характеристики инструментальных материалов. Большую роль при этом оказывает ионная бомбардировка, которая изменяет предел прочности твердых сплавов на изгиб и заметно снижает ее вариационные разбросы. Эффективность ионной бомбардировки в значительной степени зависит от температуры (энергии ионов). При ее оптимальном значении (для твердых сплавов около 1000 оС) средняя прочность на изгиб увеличивается на 10…15 %, а вариационные разбросы прочности снижаются на 40…80 %. Наибольшая стабилизация прочностных свойств твердых сплавов достигается бомбардировкой ионами Сr и Ti, которые наиболее эффективно воздействуют на поверхностные дефекты структуры твердого сплава вследствие более низкой энергии активизации. Последующая конденсация покрытия вакуумно-плазменным методом КИБ лишь незначительно изменяет значения показателей прочности. В наибольшей степени стабилизируется прочность мелкозернистых и особо мелкозернистых твердых сплавов (ВК6-М, ВК6-ОМ, ВК10-М), влияние процессов ионной бомбардировки и последующей конденсации покрытия в меньшей степени сказывается на прочности сплавов ВК6, Т5К10 и быстрорежущей стали Р6М5.

Изменяя химический состав покрытия и параметры ионной бомбардировки (давление, состав катода-испарителя, время воздействия и т. д.), можно заметно стабилизировать прочность инструментального материала. В свою очередь, стабилизация прочностных характеристик инструментального материала увеличивает надежность режущего инструмента в результате, прежде всего, стабилизации периода стойкости инструмента.

Задачи стоящие перед инженером при проектировании металлообрабатывающего инструмента. Использование результатов научных исследований при создании новых конструкций инструментов и методов обработки резанием; основные

Исходными данными для проектирования инструмента являются параметры обрабатываемой детали, в частности, материал, твердость, форма и размеры обрабатываемой поверхности, требования по точности и шероховатости, размеры поверхностей до обработки. Кроме этого, указываются объем производства деталей, применяемое оборудование, в ряде случаев задаются режим обработки, производительность и др.

Общий порядок проектирования заключается в следующем:

1. Определение вида инструмента, его конструктивного оформления и основных размеров.

2. Составление общей схемы расчетами его последовательности.

3. Выбор материала режущей части, типа конструкции (цельная, сборная) и основных размеров конструктивных элементов.

4. Геометрические, точностные, прочностные и прочие расчеты основных размеров режущей части, профиля режущих кромок, исполнительных размеров (диаметра посадочного отверстия и др.).

5. Определение остальных размеров.

6. Оформление рабочего чертежа инструмента и назначение технических требований.

7. Проверка обеспечения требований по точности обработки, производительности, экономичности и другим критериям.

8. Определение экономической скорости резания и стойкости инструмента с учетом требований к качеству обрабатываемой поверхности.

9. Технико-экономическая оценка разработанной конструкции» составление карты, технического уровня и патентного формуляра.

При проектировании одного из инструментов должно быть проведено углубленное исследование литературных и патентно-лицензионных источников. В обоснованных случаях, например при выполнении заданий исследовательского или поискового характера, возможно по согласованию с консультантом сокращение или исключение некоторых этапов проектирования

31. Приведите примеры использования научных исследований при создании новых конструкций инструментов.

Главное требование к металлорежущему инструменту – высокая производительность при заданных параметрах шероховатости и точности обработки – обеспечивается выполнением условий в отношении допусков на изготовление, отклонений геометрических параметров, твердости режущей части, внешнего вида. При создании новых конструкций металлорежущего инструмента стремятся усовершенствовать их геометрические параметры и конструктивные элементы, а также использовать материалы с повышенными режущими свойствами и новые материалы. Решение этих проблем позволит повысить стойкость металлорежущего инструмента, улучшить дробление стружки, особенно для станков с программным управлением.

ВНИИИНСТРУМЕНТ (ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ). Специалистами «ВНИИИНСТРУМЕНТ» уже в 1948 г. была разработана широкая номенклатура резцов, фрез, расточного инструмента, разверток и зенкеров, оснащенных напайными пластинами из твердого сплава, которые широко внедрялись в отечественной промышленности. К 1950 г. общий выпуск твердосплавных инструментов по сравнению с 1949г. вырос в 22 раза. В создание и внедрение в промышленность сборных инструментов, оснащенных твердосплавными сменными неперетачиваемыми пластинами в этот период важнейший вклад внесла лаборатория твердых сплавов. В лаборатории были созданы технологии производства всех новых видов твердосплавных СНП.

В 1978—1986 г.г. институтом был выполнен комплекс конструкторско-технологических работ по созданию и освоению в производстве на инструментальных заводах нового поколения конструкций и систем инструмента для автоматизированного оборудования, включая создание режущего и вспомогательного инструмента, конструкции вспомогательного инструмента, гаммы сборных резцов, торцовых и концевых фрез, сверл, зенкеров, расточных инструментов, оснащенных новыми видами сменных неперетачиваемых твердосплавных пластин, в т.ч. с центральным коническим отверстием и с многослойными износостойкими покрытиями. Эти разработки принципиально расширили область применения сборного инструмента и позволили повысить производительность обработки в машиностроении.

В период 1968—1990 гг. коллективом института совместно с предприятиями станкостроения и инструментальной промышленности впервые был решен комплекс задач, связанный с созданием систем режущего и вспомогательного инструмента, и комплектацией ими станков с ЧПУ, обрабатывающих центров и гибких автоматизированных участков на их основе. В результате этих работ все серийно выпускаемые станкозаводами металлорежущие станки с ЧПУ (свыше 100 типоразмеров) оснащались комплектами высококачественного режущего и вспомогательного инструмента. В этот период созданы и первые отечественные модульные инструментальные системы для станков с ЧПУ, обеспечивающие оптимизацию инструментального хозяйства производств. Создана технология изготовления прессоснастки для изготовления прогрессивных твердосплавных пластин и методы ее контроля.

Среди принципиально новых видов инструмента и технологий, созданных институтом в шестидесятых годах — высокопроизводительный способ зуботочения для нарезания цилиндрических зубчатых колес, разработанный д.т.н., проф. Ю. В. Цвисом. Комплекс выполненных работ включал создание теории, методик проектирования и конструкций инструментов (обкаточных резцов) и станков для зуботочения.

В последние годы стержнем НИОКР, выполняемых институтом, стали работы по исследованию и разработке инструментов самого широкого профиля для высокоскоростной обработки металлов с применением сверхтвердых материалов, ультрамикродисперсных покрытий, современных типов вспомогательного инструмента.
Для обеспечения высокоскоростной обработки металлов созданы гаммы твердосплавного прецизионного инструмента и инструмента, оснащенного сверхтвердыми инструментальными материалами на основе кубического нитрида бора, обеспечивающие устойчивое резание со скоростями, превышающими нормативные в 5—10 раз.

На этапах от реализации научных идей до конкретного воплощения в реальные конструкции инструмента, оснастки, оборудования весьма значительна роль Московского опытного инструментального завода — опытной базы института, где многие годы успешно трудились высокопрофессиональные мастера. На протяжении 50-ти лет завод изготавливал образцы большинства новых видов инструмента, а также станки для высокочастотной закалки напильников, станки для доводки фасок на твердосплавных пластинах, установки для правки заготовок инструментов, установки для шлифования и заточки инструмента, нагревательные посты для станов прокатки сверл, контрольноизмерительные приборы и многое другое.
Значительные результаты получены институтом в области создания оригинальных конструкций инструмента и технологии его изготовления. За годы существования института было получено свыше 600 авторских свидетельств на изобретения, более 180 патентов и авторских свидетельств на изобретения, более 180 патентов и авторских свидетельств за рубежом, заключено 15 лицензионных соглашений с США, Италией, ФРГ, Венгрией, ЧССР и т.д.
Большое внимание уделялось в институте научно-технической информации и в том числе изданию сборников трудов «ВНИИИНСТРУМЕНТ», рекламных проспектов, каталогов, классификаторов продукции. Институт многократно представлял достижения инструментальщиков на проводимых в стране и за рубежом выставках.

Особенностями инструментального обеспечения машиностроительных предприятий.

Разработка технологии производства режущего инструмента, однако, имеет и специфические особенности.

+ Широко используется ЧПУ.